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融合降水及多种卫星降水产品评估研究

成璐  
【摘要】:本论文的研究目的是利用经严格质量控制之后的国家级地面自动气象站观测降水数据对目前国内外三种高分辨率卫星降水产品(CMORPH (Climate Prediction Center Morphing Technique)、TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)3B42、FY2(风云2))以及国家气象信息中心研制的中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量网格数据集(以下简称NMIC融合降水资料)进行评估检验。分析了NMIC融合降水资料和卫星降水产品在中国区域降水特征和反演精度,分析上述几种降水资料的误差时空分布特征,以及对降水日变化和不同降水事件和台风个例的检测能力,为融合和卫星降水产品的使用提供一定的借鉴,得到以下主要结论: (1) CMORPH、TRMM3B42、FY2和NMIC融合降水资料对中国区域的多年平均日降水量空间分布和地面站点观测结果相似,能够表现出我国降水东南多西北少的总体形势。但CMORPH对降水有整体的低估,而FY2降水产品对西部地区降水有高估。 (2)三种卫星降水产品(CMORPH、TRMM3B42和FY2)的3小时降水量与地面观测的相关性最高不超过0.7,偏差在±0.25mm之间,均方根误差、平均绝对误差和相对误差在我国的东南部地区高于我国的西北部地区,误差时间变化特征具有季节性周期。而MIC融合降水资料的相关系数能达到0.8以上,且误差均有明显的减小。 (3)由于地形以及南方多雨特点的影响,CMORPH、TRMM3B42和FY2降水产品的漏判率则在我国南方地区尤其是四川盆地较高;而CMORPH和FY2的误判率则高于TRMM3B42和NMIC融合降水数据。将降水划分为11个等级后进行对比分析发现NMIC融合降水资料和上述三种卫星降水产品都表现出小强度降水日数多于大强度的降水日数,且偏差和均方根误差等随着降水强度的增大而增大。 (4) CMORPH和TRMM3B42未能监测到我国北方和东南部地区降水日变化“双峰值”现象中清晨的弱峰值,FY2和NMIC融合降水数据的结果与地面观测结果更为接近,但FY2对我国青藏高原的降水量级有高估。分布在我国青藏高原和四川盆地地区的“夜雨”现象在几种卫星降水产品和NMIC融合降水资料中都有一定的体现。 (5)分别选取华南地区夏季不同降水个例对降水产品的监测效果进一步进行分析,结果表明COMRPH、TRMM3B42、FY2和NMIC融合降水资料对于极端天气引起的3小时降水量大于l00mm的短时强降雨的监测存在低估现象,同时对于强降水中心的监测也有一定的偏差。CMORPH对于梅雨期的长持续时间的降水依然存在低估现象,TRMM3B42和FY2降水产品由于加入了地面数据作订正,效果有所改善; FY2降水产品对于海面地区台风降水形态的监测存在较大的问题,CMORPH和TRMM3B42能够在一定程度上有效监测到台风降水过程,但是分别对于降水中心和降水量级依然存在误差。NMIC融合业务降水资料的海面数据主要来自CMORPH数据信息。


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